La dinámica compleja convierte el agua del lago en verde y marrón

Los colores de muchos lagos y estanques cambian, de azul agradable o claro a marrón oscuro o verde, debido a la escorrentía de nutrientes y carbono, junto con temperaturas más cálidas.

Los científicos y los administradores del agua están trabajando para predecir las condiciones que conducen a cambios de color y floración de algas, pero es más fácil decirlo que hacerlo.

Los investigadores han asumido principalmente que las relaciones de los ecosistemas que conducen a estas transformaciones son lineales, como agregar más fosforoso A un lago, por ejemplo, causará directa y proporcionalmente más crecimiento de algas.

Pero un nuevo estudio global de los lagos encuentra que estas relaciones son más complejas, interconectadas y no lineales.

«Nuestro estudio sugiere que no podemos predecir con precisión cómo responderán los lagos al carbono y los nutrientes agregados sin incorporar dinámicas no lineales y considerar ambas entradas juntas», dijo Meredith Holgerson, profesora asociada en el Departamento de Ecología y Biología Evolutiva de la Facultad de Agricultura y Vida. Ciencias. y primer autor del estudio, «Integrating Ecosystem Metabolism and Consumer Allochthony Reveals Nonlinear Drivers in Lake Organic Matter Processing», que se publicó el 6 de agosto en la revista Oceanografía y ciencia de los lagos.

Los lagos y estanques están cada vez más sujetos a la eutrofización, un proceso en el que los nutrientes añadidos promueven el crecimiento de plantas y algas que hacen que los lagos se pongan verdes, reducen los niveles de oxígeno en el agua y son potencialmente tóxicos. Otro cambio en la cara de los lagos es «marrón», ya que un aumento de carbono orgánico oscurece el lago y aumenta la descomposición. El cambio climático puede exacerbar estas condiciones, ya que las tormentas frecuentes e intensas aumentan la escorrentía de nutrientes y materia orgánica de los paisajes terrestres.

El estudio investiga cómo los aportes de fósforo y carbono interactúan y afectan a los lagos. crecimiento de la planta, la respiración y la red alimentaria alóctona alimentaria: cuánto del organismo Biomasa Se originó en fuentes terrestres versus fuentes de agua.

En el estudio, un equipo de ocho investigadores revisó la literatura científica para compilar conjuntos de datos del metabolismo de los ecosistemas (producción primaria total y respiración en un lago) y la red trófica alóctona (la cantidad de fuentes terrestres que alimentan la red trófica) de lagos de todo el mundo. . Si bien estudios anteriores examinaron el metabolismo o la alotonía de forma independiente, este estudio es el primero en compararlo simultáneamente en una amplia gama de lagos. Al combinar las dos medidas, los investigadores tuvieron una comprensión más clara de cómo los lagos responden a los cambios tanto en los nutrientes como en el carbono.

Descubrimos que la mayoría de nuestras relaciones no eran lineales para ambos metabolismo y alóctonía ”, dijo Holgerson.

Por ejemplo, la producción primaria total (la tasa total de producción de material vegetal) aumentó linealmente solo a niveles intermedios de fósforo total. Tanto a niveles bajos como altos, la adición de fósforo no cambió significativamente la producción primaria total.

En el pasado, la sabiduría convencional sostenía que mayores aportes externos de carbono terrestre conducirían a una mayor variabilidad en la red alimentaria. «Pero en cambio, encontramos que la variación más alta requería niveles intermedios de carbono y fósforo», dijo Holgersson. «Para predecir cómo responderán los lagos a los cambios en las cargas de nutrientes y carbono, debemos comprender las formas de estas relaciones».

Dado que la dinámica del lago no es lineal, el estudio sugiere posibles umbrales de cambio, dijo.

«Sin tener en cuenta estos cambios de umbral y las posibles interacciones entre el carbono y los nutrientes, predeciríamos incorrectamente la respuesta del lago al cambio», dijo.

En última instancia, dijo Holgerson, las soluciones para la eutrofización y el pardeamiento incluirán la reducción de nutrientes y carbón Cargas a los lagos, que, aunque teóricamente obvias, son difíciles de implementar.